JP2008179496A - 水素製造装置およびその方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の水素製造装置1は,炭化水素と水とから水素を生成する改質反応を促進する改質触媒と,二酸化炭素吸収剤とを内蔵する改質反応管11,12,13と,改質反応管11,12,13に原料ガスを供給する供給部と,改質反応管11,12,13から出力される改質ガスを,水素濃度を高めた製品ガスと,非水素成分の濃度を高めたオフガスとに分離する精製部と,精製部からオフガスを供給部へ戻す戻し部と,改質反応管11,12,13を減圧することによりその改質反応管から二酸化炭素リッチガスを取り出す二酸化炭素取り出し部とを有するものである。
【選択図】図1
Description
CH4 + H2O → CO + 3H2 …(式1)
CO + H2O → CO2 + H2 …(式2)
水素製造効率(%) = 製品水素の熱量 / (原料の熱量 + 電力消費量)
ここで,原料とは,都市ガス等の原料ガスのことである。この水素製造効率は従来の各種エネルギーの製造効率等と比較して,非常に優れているとは言えず,さらなる高効率化が望まれていた。また,二酸化炭素排出量の削減も求められていた。
(1)反応温度と再生温度との間で昇降温が繰り返されるため,反応管の膨張・収縮が繰り返され,反応管自体や管内の触媒等が破損するおそれがある。
(2)二酸化炭素吸収剤の再生工程が非常に高温で行われるため,反応器の容器である反応管として,特殊材料のものを用いる必要がある。
(4)この二酸化炭素吸収型の装置によって得られるガスの水素濃度は90%程度であり,製品として要求される純度(99.99%)に到達しない。そのため,PSAを通す必要があり,PSAのパージのために製品水素の一部が使用される。さらに,PSAのオフガスは反応器を加熱するための燃料として用いられる。そのため,システム全体としての水素製造効率は70%程度となり,従来の二酸化炭素回収型でない水素製造装置と比較してさほど向上していない。
このようにすれば,改質反応管を繰り返し使用して,改質反応と二酸化炭素吸収反応とを起こさせることができる。
このようにすれば,オフガスをさらに原料の一部として使用でき,水素製造効率を上昇させることができる。
例えば,改質工程において二酸化炭素吸収剤に多くの二酸化炭素が吸収され,それ以上の吸収が難しくなったときに,再生工程に移行する。そのため,再生工程に移行したときの改質反応管では,その出口近傍には改質反応の終わったガスが多少残留している。そこで,再生工程にある改質反応管から昇圧工程にある改質反応管へガスを供給することにより,その残留ガスを回収することができる。
昇圧工程において改質反応管に原料ガスを供給した場合には,その全体について改質反応がほぼ終了するまで,改質ガスの取り出しを開始することができない。そのため,昇圧工程を終了してから改質ガスを取り出すまでに若干の待機時間が必要となる。それに代えて,改質工程にある改質反応管から昇圧工程にある改質反応管へ改質ガスの一部を供給しておけば,昇圧工程の終了時には,その改質反応管内のガスに改質ガスが含まれている。従って,昇圧工程から改質工程へと移行されたときには,ほとんど待機時間を設けることなく改質ガスを取り出すことができる。
再生工程においては,改質反応管は減圧されて二酸化炭素リッチガスが取り出される。しかし,再生工程の終了時にも改質反応管にはわずかに二酸化炭素が残留しているかもしれない。そこで,モードの切り換え時に一時的に,再生工程を終了した改質反応管に改質ガスを導入すれば,残留している二酸化炭素があっても確実に取り出すことができる。
一般に一酸化炭素変成反応は,改質反応に比較して低温で進行される。例えば,400〜500℃程度で起きる。そのため,加熱部を有していれば,二酸化炭素取り出し部によって変成器を減圧して二酸化炭素リッチガスを取り出す際に,反応器の材料に特殊材料を要しない程度まで,例えば500〜600℃程度まで変成器を加熱することができる。従って,さらに効率よく二酸化炭素リッチガスを取り出すことができる。
このようにすれば,いずれかの変成器では吸収工程が行われているので,吸収工程が行われている変成器に改質反応管から出力されたガスを供給するようにできる。従って,連続的に改質反応を行わせることができ,連続的に製品ガスを得ることができる。さらには,少なくとも3基の変成器を有し,吸収工程,再生工程,変成器を昇圧させる昇圧工程の3工程をそれぞれ行わせるようにしてもよい。すなわち,制御部によって,改質反応管に改質反応を行わせつつ,3基の変成器に,第1の変成器に吸収工程を行わせ,第2の変成器に再生工程を行わせ,第3の変成器に昇圧工程を行わせる第4モードと,第1の変成器に再生工程を行わせ,第2の変成器に昇圧工程を行わせ,第3の変成器に吸収工程を行わせる第5モードと,第1の変成器に昇圧工程を行わせ,第2の変成器に吸収工程を行わせ,第3の変成器に再生工程を行わせる第6モードとをこの順に反復して行わせるようにしてもよい。
以下,本発明を具体化した第1の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,二酸化炭素回収型の改質器を使用した水素製造装置に本発明を適用したものである。
次に,本形態の水素製造装置1において,1基の改質反応管のみを用いる場合の水素製造方法について,図2〜図4を参照して説明する。本形態の水素製造方法は,(A)改質工程(図2),(B)再生工程(図3),(C)昇圧工程(図4)の3つの工程を有している。ここでは,改質反応管11のみを使用する場合によって代表して説明するが,他の改質反応管12または13のみを使用する場合についても同様である。なお,これらの図中では,開状態の開閉弁を黒塗りで,閉状態の開閉弁を白抜きで示している。また,改質反応管12,13とそれらに連通するための流路および開閉弁23,33,35,36,38,39,40,41,42,44は,すべて省略した図として示している。
(B)再生工程は,改質反応管11を減圧して二酸化炭素リッチガスを出力させ,二酸化炭素吸収剤を再生させる工程である。
(C)昇圧工程は,二酸化炭素吸収剤の再生が終了した改質反応管11を,改質工程の圧力まで昇圧させる工程である。
まず,改質工程について説明する。このとき,図2に示すように,開閉弁31,34を開,開閉弁37,45は閉とする。これにより,図中矢印で示したガスの流れとなり,図中破線で示した排出ガス管26にはガスが流通されない。すなわち,原料ガスがポンプ14と開閉弁31を介して改質反応管11へ供給される。そして,改質反応管11から出力された改質ガスは,出力ガス管25を介して,冷却乾燥部16とPSA17とを順に経て製品水素ガスとして取り出される。
CH4 + H2O → CO + 3H2 …(式1)
CO + H2O → CO2 + H2 …(式2)
CaO + CO2 → CaCO3 …(式3)
次に,再生工程について説明する。改質反応管11においてガス改質を続けると,式3の反応が進み,改質反応管11内のCaOの残量が少なくなる。そのため,ある程度の二酸化炭素を吸収すると,それ以上の二酸化炭素を吸収する速度が低下し始める。このようになることを吸収剤が破過するという。そこで,吸収剤が破過する少し前に,この再生工程へ移行する。すなわち,改質反応管11を減圧することにより二酸化炭素吸収剤から二酸化炭素リッチガスを取り出して,再び二酸化炭素の吸収を行うことができるようにする。
CaO + CO2 → CaCO3 …(式3)
CaCO3 → CaO + CO2 …(式4)
次に,昇圧工程について説明する。(B)再生工程が終了した直後は,改質反応管11は上記のように減圧された状態であり,二酸化炭素の分圧が図5中の実線Lを下回っている。そのため,このままではCaOは二酸化炭素を吸収できない。そこで,図5中に破線の矢印p2に示すように,改質反応管11を,少なくとも実線Lを上回るまで昇圧する。これが,昇圧工程である。
さらに本形態では,この圧力スイング方式によって連続的に改質ガスを得るために,3つの改質反応管11,12,13を備えている。そして,制御部19は,これらにそれぞれ上記の3工程を順に行わせるとともに,図6に示すように,他の改質反応管と1つずつずれた工程を行わせる。すなわち,第1モードでは,改質反応管11に改質工程,改質反応管12に再生工程,改質反応管13に昇圧工程を行わせる。第2モードでは,改質反応管11に再生工程,改質反応管12に昇圧工程,改質反応管13に改質工程を行わせる。第3モードでは,改質反応管11に昇圧工程,改質反応管12に改質工程,改質反応管13に再生工程を行わせる。
図7に示すように,(D−1)第1モードの第1循環工程では,開閉弁31,34,39,41,44が開とされ,他の開閉弁は閉とされる。これにより,改質反応管11において(A)改質工程が実行されている。また,(B)再生工程中の改質反応管12と(C)昇圧工程中の改質反応管13とが連通されている。
(D−1)工程の次に,図8に示す(E−1)第1モードの第2循環工程が実行される。このときには,(D−1)工程の状態から開閉弁41,39,44が閉止され,開閉弁36,38,45が開放される。それ以外の開閉弁は,(D−1)工程の状態から変更されていない。この工程では,改質反応管11では(A)改質工程が行われ,改質反応管12では(B)再生工程が行われている。改質反応管13では(C)昇圧工程が行われているが,ここでは,改質反応管13に,改質反応管11から出力される出力ガスの一部が導入されている。
そして,改質反応管11が破過に近くになると,図9に示す第2モードの前半で行われる第1循環工程(D−2)に移行する。ここでは,(C)昇圧工程の終了した改質反応管13において,(A)改質工程が行われている。開閉弁33,36,38,40,44が開とされ,それ以外の開閉弁はすべて閉とされる。改質反応管11は開閉弁40,44,38を介して改質反応管12に連通される。これにより,改質反応管11の内部に残留していたガスが改質反応管12に供給される。この工程は,工程(D−1)の状態から,改質反応管11が改質反応管13に,改質反応管12が改質反応管11に,改質反応管13が改質反応管12にそれぞれ入れ替えられた状態である。
以下,本発明を具体化した第2の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,改質反応管として二酸化炭素吸収剤が封入されていないものを使用するとともに,二酸化炭素吸収剤を封入したCO変成器を使用した水素製造装置である。第1の形態と共通の部材には,同じ符号を付して説明を省略する。
CO + H2O → CO2 + H2 …(式2)
CaO + CO2 → CaCO3 …(式3)
なお,本形態では,燃焼部18は原料ガスを燃焼して,改質反応管51のみを加熱する。
次に,本形態の水素製造装置2による水素製造方法について説明する。まず,1基のCO変成器のみを使用して水素を製造する場合について説明する。本形態の製造方法では,CO変成器において,(F)吸収工程(図11)と(G)再生工程(図12)とが繰り返し行われる。ここでは,CO変成器52のみを使用する場合について代表して説明するが,CO変成器53のみを使用する場合についても同様である。なお,これらの図中では,開状態の開閉弁を黒塗りで,閉状態の開閉弁を白抜きで示している。また,CO変成器53とそれらに連通するための流路および開閉弁64,84,85はすべて省略して示している。
この工程では,図11に示すように,開閉弁63,74が開,開閉弁75が閉とされる。ポンプ14は駆動され,ポンプ15は停止されている。改質反応管51にはポンプ14で加圧された原料ガス(都市ガス)と水蒸気が予熱されて供給される。改質反応管51では,改質触媒によって,原料ガスと水蒸気とから,水素,一酸化炭素,二酸化炭素が発生される。
CH4 + H2O → CO + 3H2 …(式1)
CO + H2O → CO2 + H2 …(式2)
このとき,この改質反応は吸熱反応であるので,改質反応管51は,燃焼部18によって750℃程度まで加熱される。
CaO + CO2 → CaCO3 …(式3)
式3の反応が進むとCO変成器52中のCaOが少なくなる。そこで,破過する少し前に,(F)吸収工程を停止して(G)再生工程に移行する。(G)再生工程が開始されると,まず開閉弁63,74を閉止して,開閉弁75を開放する。これにより,改質反応管51からの出力ガスが入力されないようにする。CO変成器を1台のみ有している装置の場合は,原料ガスの供給を停止して改質反応管51による改質反応も停止することが望ましい。また,この(G)再生工程と同時に,PSA17にトラップされたオフガスを製品水素ガスの一部を用いてパージし,原料ガスに混入するとよい。
CaCO3 → CaO + CO2 …(式4)
さらに本形態では,CO変成器52とCO変成器53とを有するので,(F)吸収工程と(G)再生工程とを交互に交替で行わせることができる。すなわち,CO変成器52に(F)吸収工程を行わせ,CO変成器53に(G)再生工程を行わせるモードと,CO変成器52に(G)再生工程を行わせ,CO変成器53に(F)吸収工程を行わせるモードとを交替で繰り返す。
例えば,ポンプ15によって吸い出す代わりに,開閉弁を開放するのみでも,二酸化炭素吸収剤を減圧することはできる。また例えば,二酸化炭素吸収剤の再生のために,ポンプ15によって吸い出されたガスからさらに,二酸化炭素吸収剤等によって二酸化炭素を除いてもよい。そうすれば,その残りのガスを装置の加熱のための燃料としたり,原料ガスの一部として利用することもできる。
また例えば,上記の実施の形態では二酸化炭素吸収剤としてCaOを用いているが,他の吸収剤を使用することもできる。その場合には,その特性に合わせて各種の条件を変更するとよい。
11,12,13,51 改質反応管
14,15 ポンプ
17 PSA
19 制御部
21 原料ガス管
23 オフガス管
26 排出ガス管
27 循環ガス管
52,53 CO変成器
Claims (13)
- 炭化水素と水とから水素を生成する改質反応を促進する改質触媒と,二酸化炭素吸収剤とを内蔵する改質反応管と,
前記改質反応管に原料ガスを供給する供給部と,
前記改質反応管から出力される改質ガスを,水素濃度を高めた製品ガスと,非水素成分の濃度を高めたオフガスとに分離する精製部と,
前記精製部からオフガスを前記供給部へ戻す戻し部と,
前記改質反応管を減圧することにより前記改質反応管から二酸化炭素リッチガスを取り出す二酸化炭素取り出し部とを有することを特徴とする水素製造装置。 - 請求項1に記載の水素製造装置において,
前記改質反応管に,
原料ガスを供給して改質ガスを出力させる改質工程と,
減圧して二酸化炭素リッチガスを出力させる再生工程と,
昇圧させる昇圧工程とをこの順に反復して行わせる制御部を有することを特徴とする水素製造装置。 - 請求項2に記載の水素製造装置において,
昇圧工程で前記改質反応管に供給するガスが,原料ガスとオフガスとの混合ガスであることを特徴とする水素製造装置。 - 請求項2に記載の水素製造装置において,
少なくとも3基の改質反応管を有し,
前記制御部は,
第1の改質反応管に改質工程を行わせ,第2の改質反応管に再生工程を行わせ,第3の改質反応管に昇圧工程を行わせる第1モードと,
前記第1の改質反応管に再生工程を行わせ,前記第2の改質反応管に昇圧工程を行わせ,前記第3の改質反応管に改質工程を行わせる第2モードと,
前記第1の改質反応管に昇圧工程を行わせ,前記第2の改質反応管に改質工程を行わせ,前記第3の改質反応管に再生工程を行わせる第3モードとをこの順に反復して行うことを特徴とする水素製造装置。 - 請求項4に記載の水素製造装置において,
前記3基の改質反応管を相互に選択的に接続する循環管を有し,
前記制御部は,各モードの前段にて,再生工程にある改質反応管から昇圧工程にある改質反応管へガスを供給することを特徴とする水素製造装置。 - 請求項5に記載の水素製造装置において,
前記制御部は,各モードの後段にて,改質工程にある改質反応管から昇圧工程にある改質反応管へ改質ガスの一部を供給することを特徴とする水素製造装置。 - 請求項6に記載の水素製造装置において,
前記制御部は,モードの切り換え時に一時的に,再生工程を終了した改質反応管に改質ガスを導入することを特徴とする水素製造装置。 - 炭化水素と水とから水素を生成する改質反応を促進する改質触媒と,二酸化炭素吸収剤とを内蔵する改質反応管を用い,
改質反応管に原料ガスと水蒸気とを供給して改質反応を起こさせ,生成した二酸化炭素を二酸化炭素吸収剤に吸収させるとともに改質ガスを出力させ,改質ガスの水素濃度を高めた製品ガスを得る改質工程と,
前記改質工程後の改質反応管を減圧して二酸化炭素吸収剤から二酸化炭素を放出させる再生工程と,
前記再生工程後の改質反応管に,原料ガスと,改質ガスの非水素成分の濃度を高めたオフガスとの混合ガスを供給して昇圧する昇圧工程とを行うことを特徴とする水素製造方法。 - 炭化水素と水とから水素を生成する改質反応を促進する改質触媒と,二酸化炭素吸収剤とを内蔵する,少なくとも3基の改質反応管を用い,
第1の改質反応管に改質工程を行わせ,第2の改質反応管に再生工程を行わせ,第3の改質反応管に昇圧工程を行わせる第1モードと,
前記第1の改質反応管に再生工程を行わせ,前記第2の改質反応管に昇圧工程を行わせ,前記第3の改質反応管に改質工程を行わせる第2モードと,
前記第1の改質反応管に昇圧工程を行わせ,前記第2の改質反応管に改質工程を行わせ,前記第3の改質反応管に再生工程を行わせる第3モードとをこの順に反復して行い,
改質工程では,改質反応管に,原料ガスと水蒸気とを供給して改質反応を起こさせ,生成した二酸化炭素を二酸化炭素吸収剤に吸収させるとともに改質ガスを出力させ,改質ガスの水素濃度を高めた製品ガスを得,
再生工程では,改質工程後の改質反応管を減圧して二酸化炭素吸収剤から二酸化炭素を放出させ,
昇圧工程の前段では,再生工程にある改質反応管からガスの供給を受けて改質反応管を昇圧させ,
昇圧工程の後段では,改質工程にある改質反応管から改質ガスの一部の供給を受けて改質反応管を昇圧させることを特徴とする水素製造方法。 - 炭化水素と水とから水素を生成する改質反応を促進する改質触媒を内蔵する改質反応管と,
前記改質反応管の下流に設けられ,一酸化炭素と水とから水素を生成する一酸化炭素変成反応を促進する一酸化炭素変成触媒と二酸化炭素吸収剤とを内蔵する変成器と,
前記改質反応管に原料ガスを供給する供給部と,
前記変成器から出力される改質ガスを,水素濃度を高めた製品ガスと,非水素成分の濃度を高めたオフガスとに分離する精製部と,
前記精製部からオフガスを前記供給部へ戻す戻し部と,
前記変成器を減圧することにより前記変成器から二酸化炭素リッチガスを取り出す二酸化炭素取り出し部とを有することを特徴とする水素製造装置。 - 請求項10に記載の水素製造装置において,
前記二酸化炭素取り出し部による前記変成器の減圧の際に,前記変成器を加熱する加熱部を有することを特徴とする水素製造装置。 - 請求項10に記載の水素製造装置において,
少なくとも2基の変成器と,制御部とを有し,
前記制御部は,
前記改質反応管に改質反応を行わせつつ,
前記2基の変成器に,改質反応で生成した二酸化炭素を二酸化炭素吸収剤に吸収させる吸収工程と,減圧して二酸化炭素リッチガスを放出させる再生工程とを入れ替わり交互に行わせることを特徴とする水素製造装置。 - 炭化水素と水とから水素を生成する改質反応を促進する改質触媒を内蔵する改質反応管と,前記改質反応管の下流に設けられ二酸化炭素吸収剤を内蔵する変成器とを用い,
改質反応管に原料ガスと水蒸気とを供給して改質反応を行わせるとともに,変成器から出力される改質ガスを,水素濃度を高めた製品ガスと,非水素成分の濃度を高めたオフガスとに分離し,
変成器に,改質反応で生成した二酸化炭素を二酸化炭素吸収剤に吸収させる吸収工程と,減圧して二酸化炭素リッチガスを放出させる再生工程とを交互に行わせ,
変成器が再生工程にあるときに,オフガスを改質反応管の上流側へ戻すことを特徴とする水素製造方法。
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
JP2012511491A (ja) * | 2008-12-11 | 2012-05-24 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 改質ガスからの水素の製造および副生するco2の同時捕捉 |
JP2017530921A (ja) * | 2014-07-03 | 2017-10-19 | ヌヴェラ・フュエル・セルズ,エルエルシー | 圧縮された湿潤水素を乾燥させるための吸収ベッドを再生するためのシステムおよび方法 |
JP2018100193A (ja) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 水素生成装置及びそれを用いた燃料電池システム並びにその運転方法 |
Families Citing this family (2)
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000059825A1 (fr) * | 1999-04-02 | 2000-10-12 | Ebara Corporation | Procede et appareil de production d'hydrogene par gazeification de matiere combustible |
JP2002191924A (ja) * | 2000-12-26 | 2002-07-10 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | 炭酸ガスの除去方法および除去装置 |
JP2002324567A (ja) * | 2001-02-09 | 2002-11-08 | General Motors Corp <Gm> | 燃料電池システムで使用するための結合された水ガスシフト反応器/二酸化炭素吸着器 |
JP2004248565A (ja) * | 2003-02-19 | 2004-09-09 | Toshiba Corp | 温室向け二酸化炭素および温水の供給装置 |
JP2005041749A (ja) * | 2003-07-25 | 2005-02-17 | Shikoku Electric Power Co Inc | Coシフト反応の促進方法及びそれを利用した水素ガス又はco含有率の低減されたガスの製造方法 |
JP2005281343A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-13 | Osaka Gas Co Ltd | 高圧水素の製造方法 |
JP2005281131A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | General Electric Co <Ge> | 水素と電気エネルギーの同時生産のためのシステム及び方法 |
-
2007
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000059825A1 (fr) * | 1999-04-02 | 2000-10-12 | Ebara Corporation | Procede et appareil de production d'hydrogene par gazeification de matiere combustible |
JP2002191924A (ja) * | 2000-12-26 | 2002-07-10 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | 炭酸ガスの除去方法および除去装置 |
JP2002324567A (ja) * | 2001-02-09 | 2002-11-08 | General Motors Corp <Gm> | 燃料電池システムで使用するための結合された水ガスシフト反応器/二酸化炭素吸着器 |
JP2004248565A (ja) * | 2003-02-19 | 2004-09-09 | Toshiba Corp | 温室向け二酸化炭素および温水の供給装置 |
JP2005041749A (ja) * | 2003-07-25 | 2005-02-17 | Shikoku Electric Power Co Inc | Coシフト反応の促進方法及びそれを利用した水素ガス又はco含有率の低減されたガスの製造方法 |
JP2005281343A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-13 | Osaka Gas Co Ltd | 高圧水素の製造方法 |
JP2005281131A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | General Electric Co <Ge> | 水素と電気エネルギーの同時生産のためのシステム及び方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012511491A (ja) * | 2008-12-11 | 2012-05-24 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 改質ガスからの水素の製造および副生するco2の同時捕捉 |
US8746009B2 (en) | 2008-12-11 | 2014-06-10 | L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Production of hydrogen from a reforming gas and simultaneous capture of CO2 co-product |
JP2017530921A (ja) * | 2014-07-03 | 2017-10-19 | ヌヴェラ・フュエル・セルズ,エルエルシー | 圧縮された湿潤水素を乾燥させるための吸収ベッドを再生するためのシステムおよび方法 |
JP2018100193A (ja) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 水素生成装置及びそれを用いた燃料電池システム並びにその運転方法 |
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Publication number | Publication date |
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